Электромагнитно-акустический преобразователь

 

Изобретение относится к ультразвуковой контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле качества и толщины изделий из электропроводных материалов. Цель изобретения -повышение чувствительности за счет повышения коэффициента преобразования энергии и улучшение соотношения сигнала к шуму ЭМА преобразователя. Преобразователь содержит два высокоэнергетических магнита 1, замкнутых ферромагнитной пластиной 2, три плоских вытянутых симметрично линии стыковки магнитов катушки, причем на поверхности выполнены две приемные катушки 3 и 4 и одна возбуждающая катушка 5. Приемные катушки 3, 4 играют одновременно роль экранов, ослабляющих акустические шумы в магните при излучении электромагнитной энергии возбуждающей катушкой. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК

„,80„„1587439 А 1 (51)5 G Ol N 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4498076/25-28 (22) 26.10.88 (46) 23.08,90. Бюп, !! 3! (71) Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического института им. С,М,Кирова (72) В,П,Ольшанский и Н,В,Суркова (53) 620,179,14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 913238, кл. 8 01 N 29/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1174845, кл. G 01 N 29/04, 1982. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к ультразвуковой контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле качества и толщины изделий

2 из электропроводных материалов. Цель изобретения — повышение чув ствительности за счет повышения коэффициента преобразования энергии и улучшение соотношения сигнала к шуму ЭМА-преобразователя. Преобразователь содержитдва высокоэнергетических магнита 1, замкнутых ферромагнитной пластиной 2, три пноских вытянутых симметрично линии стыковки магнитов катушки, причем на поверхности выполнены две приемные ка, тушки 3 и 4 и одна возбуждающая катушка 5. Приемные катушки 3, 4 играют одновременно роль экранов, ослабляющих акустические шумя в магните при излучении электромагнитной энер гии возбуждающей катушкой, 1 з.п.ф-лы, 1 ил °

1587439

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при контроле качества и толщины иэделий из электропронодящих материалов электромагнитно-акустическим (ЭИА) методом.

Цель изобретения — повышение чунсг вительности преобразователя за счет повышения коэффициента преобразования 3NA-преобразователя, На чертеже представлена принципиальная схема электромагнитно-акустического. преобразователя.

Электромагнитно- акустический пр е1О

15 образонатель содержит два высокоэнергетических магнита 1, замкнутых ферромагнитной пластиной 2, на разноименных, полюсах магнитов закреплены симметрично линки их стыковки и соосно три плоские нытянутые катушки н пределах Габаритон магнитов, причем на поверхности — дне. одинаковые приемные катушки 3 и 4, а затем — возбуждающая катушка 5.

25

Преобразователь работает следующим образом.

Импульс тока возбуждающего генератора проходит по высокочастотной катушке 5 и наводит в электропроводящих средах иэделия и магнитов вихревые токи. Высокая электропроводность

40 ся увеличить, уменьшить его активное со про ти вл ение, Приемные катушки, выбирают с максимальным количеством витков, так как при этом возрастает наведенная упругими колебаниями среды ЭДС в ка55 тушках, Из требования повышенной плотизделия относительно магнитов обеспечивает значительно большую плотность вихревых токов н изделии. Ослабление ппотности вихревых токов в магнитах достигается также sa счет экранирующего воздействия двух приемных катушек 3 и 4 на электромагнитное поле возбуждающей катушки, В результате акустические импульсы, возбуждаемые н магнитах, практически ослабляются до уровня шумов, Возбуждающая катушка 5 электрически изолирована от при- 45 емных катушек 3 и 4, Количество витков катушки 5 выбирают из условия достижения максимального произведения тока н катушке на число ее ниткон, т.е, согласуется с выходным сопротив- 50 лением возбуждающего генератора. По этой причине диаметр провода стремятг ности витков выбирают минимальный диаметр провода.

Таким образом, з а счет раздельного согласования катушек с генератором и усилителем увеличивается коэффициент преобразования акустической энергии в электромагнитную, и наоборот, С учетом снижения шумов магнита увеличивается отношение сигнала к шуму преобразователя. Размещение приемных катушек между возбуждающей катушкой и магнитом обеспечивает ослабление электродинамических и магнитных сил, возникающих в теле магнита вследствие действия 3NA-эффекта, по двум причинам: из-за увеличения зазора (за счет толщины двух приемных катушек) между возбуждающей катушкой и магнитом, а также из-за экраннрующего воздействия двух слоев приемной катушки на электромагнитное излучение катушки. В то же время возбуждающая катушка оказывается ближе размещенной к поверхности контролируемого изделия, что способствует увеличению амппитуды сил, действующих в поверхностном слое иэделия. Послецонательное включение двух одинаковых приемных катушек ° помещенных в два слоя, обеспечивает получение удвоенного по .амплитуде эхо-сигнала, Поскольку возбуждающая и приемные катушки разделены электрически и пространственно (многослойные) ° то электрические цепи согласования с генератором и усилителем также разделены и независимы одна от другой,. Это позволяет исключить противоречивые требования нзаимного согласования электрических цепей и добиться оптимапьного согласования каждой цепи по отдельности.

Благодаря реализации этой возможности повышается прямой и обратный коэффициенты преобразования Э>1А-преобразователя.

Кроме того, легко реализуется вариант включения приемных катушек на входы дифференциального усилителя, Для этого достаточно повернуть одну из приемных катушек на 180, чтобы о получить противоположные по фазе сигнапы на катушках или переключить их электрически, встречно. Дифференциальное включение приемных катушек сущестненно ослабляет синфазную помеху и дополнительно повышает отношение сигнала к шуму.

1587439

Формул а и з об р е те ния

Составитель В. Филинов

Техред И.Дидык

Редактор О. Юрковецкая

Корректор М Поко

Заказ 2417 Тираж 504 Подписное

ВНИ1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

1, Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий магнитную систему из двух разнополярных установ5 ленных на ферроьагнитной пластине постоянных магнитов и вытянутую симметрично вдоль линии стыковки магнитов первую плоскую катушку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности эа счет повышения коэффициента преобразования, он снабжен двумя дополнительными ппоскими катушками, расположенными соосно с первой одна под другой и электрически раздельно, причем первая и вторая катушки включены последовательно и являются приемными ° а третья— воз буждающей, 2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что суммарное количество витков приемных катушек на порядок больше количества витков возбуждающей катушки, а габаритные размеры возбуждающей катушки не превышают габариты приемных катушек,